采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置及方法
【專利摘要】本發明涉及采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率技術研究，屬熱處理工藝【技術領域】。本發明通過在本體正面開有第一通孔和第三通孔，本體上表面開有第二通孔，鎖緊螺栓穿過第一通孔，調節螺栓穿過第三通孔，導氣管通過鎖緊裝置固定在第二通孔內；鎖緊螺栓上開有螺桿孔，第一螺桿穿過鎖緊螺栓上的螺桿孔，鎖緊螺栓與螺母鎖緊將本體和第一螺桿固定。將激光淬火的零件放置于激光淬火區域，進行激光淬火的同時，進行吹送氣體直至激光淬火完畢。降低激光照射區二氧化碳氣體的濃度，提高激光輻照區域的溫度，降低了激光淬火功率。對相同材料、相同淬火層深要求的零件，其淬火功率可由3000W降為2000W，激光功率得到明顯降低。
【專利說明】采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率技術研究，屬熱處理工藝技術創新領域。
【背景技術】
[0002]激光表面淬火技術相較于傳統熱處理技術具有效率高、污染少、能耗低、應用靈活等優點。應用CO2橫流激光器進行零件表面淬火處理，激光波長為10.6μπι。零件在進行激光淬火處理時需噴涂吸光涂料以防止激光束反射，吸光涂料的主要成分為Si02、Al2O3及石墨粉等。當激光束照射金屬零件表面進行激光淬火時，吸光涂料氧化產生二氧化碳氣體，二氧化碳氣體吸收部分入射激光束形成受激輻射，降低了激光器照射在零件表面應有的單位面積激光功率。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種能夠提高激光光斑單位面積功率，降低激光器輸出功率的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置及方法。
[0004]技術解決方案
采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的方法，其特征在于，將激光淬火的零件放置于激光淬火區域，將激光頭移至零件淬火部位，進行激光淬火的同時，對激光輻照區進行吹送氣體直至激光淬火完畢。
[0005]進一步:吹送氣體的送氣方向位于激光軸線一側。
[0006]進一步:吹送氣體采用氧氣或高壓干燥壓縮空氣。
[0007]進一步:吹送氣體為高壓干燥的壓縮空氣，經二次調壓閥，調至0.15MPa-0.25 MPa的壓縮空氣，吹送到激光幅照區。
[0008]進一步:高壓干燥的壓縮空氣，經二次調壓，調至0.2 MPa的壓縮空氣，吹送到激光輻照區域。
[0009]采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置，包括本體，本體正面開有第一通孔和第三通孔，本體上表面開有第二通孔，鎖緊螺栓穿過第一通孔，調節螺栓穿過第三通孔，導氣管通過鎖緊裝置固定在第二通孔內；鎖緊螺栓上開有螺桿孔，第一螺桿穿過鎖緊螺栓上的螺桿孔，鎖緊螺栓與螺母鎖緊將本體和第一螺桿固定。
[0010]進一步:鎖緊裝置為:在本體靠近導氣管一側壁上設有與頂絲相配合的螺紋孔，螺紋孔與第二通孔垂直且相連通。
[0011]進一步:鎖緊裝置為:在本體上表面開有通槽，通槽與第二通孔連通，通過調節螺栓上的螺母固定導氣管。
[0012]本發明采用軸側吹氣，將空壓機產生并經過二次調壓閥調至0.2MPa的高壓干燥的壓縮空氣吹送到激光幅照區，降低激光照射區二氧化碳氣體的濃度，提高碳氧反應速度，增大單位時間內碳氧反應釋放的熱量，從而提高激光輻照區域的溫度，同時減少了激光對二氧化碳氣體的激勵，將激光淬火功率由以前的3000W降為2000W，零件淬火質量即能達到設計要求，經對激光淬火試驗，相同材料、相同淬火層深要求的零件，其淬火功率可由3000W降為2000W，激光功率得到明顯降低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1本發明工作原理圖；
圖2本發明裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]首先，設計并制造了一套采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置，通過螺桿與機床設備導光筒相連接，采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率，本發明包括本體11，本體11正面開有第一通孔和第三通孔，本體11上表面開有第二通孔，在本體11上表面開有通槽，通槽與第二通孔相連通，鎖緊螺栓8穿過第一通孔，調節螺栓9穿過第三通孔，導氣管4穿過第二通孔；鎖緊螺栓8上開有螺桿孔，第一螺桿10穿過鎖緊螺栓8上的螺桿孔，鎖緊螺栓8與螺母鎖緊將本體11和第一螺桿10固定，調節螺栓9與螺母鎖緊后用于固定導氣管4，實現送氣位置調節，功能實用，結構緊湊。
[0015]本發明第一螺桿10通過螺紋連接在導光筒2上，本體11通過鎖緊螺栓8調節位置并緊固在第一螺桿10上。通過調節螺釘9調節本體11側面的通槽開口寬度，可實現導氣管4的位置調節和緊固在激光軸線的一側。
[0016]采用軸側吹氣激光表面淬火。圖1表述的是軸側吹氣激光表面淬火原理示意圖。由激光器產生的CO2激光束I射入導光筒2，經聚焦反射鏡3聚焦反射，照射在淬火零件7上，形成激光輻照區6。將空壓機產生并經過二次調壓閥調至0.2MPa的壓縮空氣，通過導氣管4吹送到激光輻照區6，直至激光淬火結束，降低激光輻照區6 二氧化碳氣體的濃度，提高吸光涂層中碳元素的氧化反應速度，增大單位時間內碳氧反應釋放的熱量，從而提高激光輻照區6的溫度，同時減少了激光對二氧化碳氣體的激勵，從而提高激光輻照區6單位面積的功率利用率，因此激光淬火功率由以前的3000W降為2000W。該項技術經實驗、測試，其淬火功率可由3000W降至2000W，共生產激光淬火零件200多件約1000多噸，年節約用電10000度左右，折合電耗5000元左右/年。
【權利要求】
1.采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的方法，其特征在于，將激光淬火的零件放置于激光淬火區域，將激光頭移至零件淬火部位，進行激光淬火的同時，對激光輻照區進行吹送氣體直至激光淬火完畢。
2.根據權利要求1所述的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的方法，其特征在于，吹送氣體的送氣方向位于激光軸線一側。
3.根據權利要求1所述的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的方法，其特征在于，吹送氣體為高壓的干燥壓縮空氣，經二次調壓閥調至0.15MPa-0.25MPa，將壓縮空氣吹送到激光幅照區。
4.根據權利要求3所述的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的方法，其特征在于，吹送氣體為高壓的干燥壓縮空氣，經二次調壓閥調至0.2MPa，將壓縮空氣吹送到激光幅照區。
5.采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置，其特征在于，包括本體(11)，本體(11)正面開有第一通孔和第三通孔，本體(11)上表面開有第二通孔，鎖緊螺栓(8 )穿過第一通孔，調節螺栓(9)穿過第三通孔，導氣管(4)通過鎖緊裝置固定在第二通孔內；鎖緊螺栓(8)上開有螺桿孔，第一螺桿(10)穿過鎖緊螺栓(8)上的螺桿孔，鎖緊螺栓(8)與螺母鎖緊將本體(11)和第一螺桿(10)固定。
6.根據權利要求5所述的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置，其特征在于，鎖緊裝置為:在本體(11)靠近導氣管(4) 一側壁上設有與頂絲相配合的螺紋孔，螺紋孔與第二通孔垂直且相連通。
7.根據權利要求5所述的采用軸側吹氣降低激光表面淬火功率的裝置，其特征在于，鎖緊裝置為:在本體(11)上表面開有通槽，通槽與第二通孔連通，通過調節螺栓(9)上的螺母固定導氣管(4)。
【文檔編號】C21D1/62GK104250680SQ201410561285
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】王宏奭, 萬飛, 張奇志, 于斌, 楊澤華, 郭元, 劉月紅, 王亞賢, 梁琦 申請人:內蒙古北方重工業集團有限公司